本發(fā)明涉及化工涂料領(lǐng)域，尤其涉及含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料及其制備方法。

背景技術(shù)：

節(jié)約能源是我國(guó)發(fā)展經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針。在我國(guó)北方等寒冷地區(qū)，通過(guò)建筑玻璃的熱損失已占采暖能耗的50%以上。針對(duì)我國(guó)北方等寒冷地區(qū)，建筑玻璃的設(shè)計(jì)使用原則應(yīng)該是冬季讓太陽(yáng)光熱輻射通過(guò)玻璃窗充分地進(jìn)入建筑物內(nèi)部，同時(shí)最大限度的減少通過(guò)玻璃窗的熱損失。傳統(tǒng)的解決方案是使用中空玻璃和金屬鍍膜熱反射玻璃、低輻射鍍膜玻璃以及各種熱反射貼膜等產(chǎn)品達(dá)到隔熱保溫的目的。然而，這些解決方法存在著透光性不理想和節(jié)能效果尚有待提高等問(wèn)題。

氣凝膠是一種由納米級(jí)顆粒堆積而成的、具有納米級(jí)孔洞的輕質(zhì)固體材料，因此具有極高的孔隙率、比表面積，優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和不燃性，表現(xiàn)出優(yōu)異的輕質(zhì)、透光、隔熱、保溫、隔音、防火、抗沖擊性能。

但是，由于氣凝膠具有極低的固含量和密度，導(dǎo)致其骨架纖細(xì)，強(qiáng)度較低。而且，由于氣凝膠表面存在很多納米孔，涂料體系中的低分子量液態(tài)物質(zhì)容易進(jìn)入微孔，產(chǎn)生巨大的毛細(xì)管力，從而導(dǎo)致氣凝膠骨架坍塌，失去納米多孔結(jié)構(gòu)，進(jìn)而失去氣凝膠優(yōu)異的隔熱保溫性能，制約其工程應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

基于此，有必要提供一種含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料及其制備方法。

一種含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料，主要由水性透明樹(shù)脂、氣凝膠粉體組成。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料還可以包括分散介質(zhì)、阻燃劑、助劑中的一種或多種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述水性透明樹(shù)脂為醇酸樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氟碳樹(shù)脂中的一種或多種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述氣凝膠粉體還可以是具有對(duì)稱(chēng)、規(guī)則形狀的氣凝膠粉體；所述對(duì)稱(chēng)、規(guī)則形狀為正四面體、正六面體、正八面體、正十二面體、正二十面體中的一種或多種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述分散介質(zhì)為水、二甲苯、醋酸丁酯、乙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇中的一種或多種；所述阻燃劑為成炭劑、發(fā)泡劑、催化劑；所述成炭劑為季戊四醇、淀粉、二季戊四醇、丁四醇、山梨醇、環(huán)己六醇中的一種或多種；所述發(fā)泡劑為三聚氰胺、尿素、聚酰胺、雙氰胺、氯化石蠟、聚脲、密胺、甘氨酸中的一種或多種；所述催化劑為聚磷酸銨、碳酸氫銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、硫酸銨、甲酸中的一種或多種；所述阻燃劑還包括氫氧化鎂、改性氫氧化鎂、氫氧化鋁、改性氫氧化鋁、硼酸、硼砂、乙醇胺、氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、磷酸鋁中的一種或多種；所述助劑為潤(rùn)濕劑、分散劑、流平劑、消泡劑、防腐劑、成膜助劑中的一種或多種；所述潤(rùn)濕劑為十二烷基磺酸鈉、硫酸月桂酯、二烷基磺基琥珀酸鹽、蓖麻油硫酸化物、烷基吡啶鹽氯化物、烷基苯酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯乙二醇烷基酯、乙炔乙二醇中的一種或多種；所述分散劑為偏硅酸鈉、二硅酸鈉、烷基聚醚硫酸酯、烷基芳基磺酸鹽、脂肪酸酰胺衍生物硫酸鹽、聚乙二烯醇烷基芳基醚硫酸鈉、山梨糖醇烷基化物、聚氧乙烯烷基苯酚基醚、三甲基硬脂酰胺氯化物、聚羧酸鹽、聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙烯酸衍生物、聚合萘磺酸鹽中的一種或多種；所述流平劑為丙烯酸聚合物流平劑、氟改性丙烯酸酯類(lèi)流平劑、有機(jī)硅類(lèi)流平劑、氟碳類(lèi)流平劑中的一種或多種；所述消泡劑為不含有機(jī)硅的不飽和烷烴消泡劑、聚硅氧烷消泡劑、改性有機(jī)硅消泡劑、二甲基聚硅氧烷與疏水二氧化硅混合物消泡劑、含疏水粒子的有機(jī)硅聚合物消泡劑、無(wú)硅非離子丙烯酸聚合物消泡劑中的一種或多種；所述防腐劑為1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、1,3,5-三(2-羥乙基)均三嗪、六氫-1,3,5-三乙基-三嗪中的一種或多種；所述成膜助劑為甲基吡咯烷酮、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯、丁二酸二異丁酯、戊二酸二異丁酯、己二酸二異丁酯、二丙二醇丁醚、丙二醇苯醚中的一種或多種。

一種含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料的制備方法，包括以下步驟：

（1）氣凝膠粉體改性；

（2）對(duì)步驟（1）的氣凝膠粉體進(jìn)行表面包覆；

（3）將步驟（2）的氣凝膠粉體與所述水性透明樹(shù)脂混合，攪拌。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（1）包括疏水改性步驟；所述疏水改性為在密閉的疏水改性劑氣相環(huán)境中對(duì)氣凝膠粉體進(jìn)行疏水改性；所述疏水改性劑為三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、n-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（1）還包括表面親水改性步驟；所述表面親水改性為采用表面親水改性溶液對(duì)氣凝膠粉體表面進(jìn)行改性；所述表面親水改性溶液是表面活性劑和低表面張力溶劑的水溶液或低表面張力溶劑的水溶液；所述表面活性劑為陰離子型表面活性劑、陽(yáng)離子型表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子型表面活性劑中的一種或多種；所述陰離子型表面活性劑為脂肪醇磷酸酯鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯鹽、烷基硫酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、甘油脂肪酸酯硫酸鹽、硫酸化蓖麻酸鹽、環(huán)烷硫酸鹽、脂肪酰胺烷基硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸鹽、脂肪酸甲酯磺酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽中的一種或多種；所述陽(yáng)離子型表面活性劑為脂肪族銨鹽；所述兩性表面活性劑為烷基氨基酸、羧酸基甜菜堿、磺基甜菜堿、磷酸酯甜菜堿、烷基羥基氧化胺中的一種或多種；所述非離子型表面活性劑為脂肪族聚酯、烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的環(huán)氧乙烯加成物、失水山梨醇酯、蔗糖脂肪酸酯、烷基酯酰胺中的一種或多種；所述低表面張力溶劑為丙酮、正己烷、正戊烷、正庚烷、乙醇、異丙醇、叔丁醇、丙二醇、甘油中的一種或多種；所述表面親水改性步驟中，還包括外加物理場(chǎng)作用步驟；所述外加物理場(chǎng)作用步驟為遠(yuǎn)紅外輻射、攪拌、超聲波處理、球磨中的一種或多種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（1）還包括干燥處理步驟；所述干燥處理為遠(yuǎn)紅外干燥、噴霧干燥、微波干燥、常壓干燥、超臨界干燥、亞臨界干燥、冷凍干燥中的一種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（2）是通過(guò)浸漬提拉法或低溫等離子體聚合法，將一層或多層水性透明樹(shù)脂包覆于步驟（1）的氣凝膠粉體表面。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（2）之后和步驟（3）之前還包括固化處理；所述固化處理為遠(yuǎn)紅外輻射、微波加熱、噴霧干燥、紫外線輻射中的一種。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，所述步驟（3）還可以加入所述分散介質(zhì)、所述阻燃劑、所述助劑中的一種或多種。

上述含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料由水性透明樹(shù)脂和氣凝膠粉體構(gòu)成，具有高的可見(jiàn)光透過(guò)率和低的導(dǎo)熱系數(shù)，涂料性能優(yōu)異，價(jià)格低廉，涂料制備工藝簡(jiǎn)單，實(shí)用，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說(shuō)明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類(lèi)似改進(jìn)，因此本發(fā)明不受下面公開(kāi)的具體實(shí)施的限制。

本發(fā)明的含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料的一種實(shí)施例，主要由水性透明樹(shù)脂、氣凝膠粉體組成。

如此，本發(fā)明的含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料組分簡(jiǎn)單，無(wú)需針對(duì)氣凝膠添加過(guò)多化學(xué)添加劑，不影響涂膜性能，并且氣凝膠與水性樹(shù)脂之間具有良好的界面結(jié)合。

本實(shí)施例中，所述含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料還可以包括分散介質(zhì)、阻燃劑、助劑中的一種或多種。

如此，可以進(jìn)一步改善涂料流變性、保水性、穩(wěn)定性、相容性等指標(biāo)，提高涂膜與基體的粘結(jié)強(qiáng)度。

本實(shí)施例中，所述水性透明樹(shù)脂為醇酸樹(shù)脂、丙烯酸樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、有機(jī)硅樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、氟碳樹(shù)脂中的一種或多種。

如此，不同的樹(shù)脂具有不同的物理化學(xué)性能，如折射率、耐腐蝕性、耐高溫特性以及與基材的匹配性，本發(fā)明可以將氣凝膠粉體與上述的樹(shù)脂復(fù)配，滿足多種應(yīng)用需求。

本實(shí)施例中，所述氣凝膠粉體還可以是具有對(duì)稱(chēng)、規(guī)則形狀的氣凝膠粉體；所述對(duì)稱(chēng)、規(guī)則形狀為正四面體、正六面體、正八面體、正十二面體、正二十面體中的一種或多種。

如此，本發(fā)明利用具有對(duì)稱(chēng)、規(guī)則形狀的氣凝膠粉體，可以減少可見(jiàn)光在氣凝膠表面的漫反射，提高可見(jiàn)光在氣凝膠內(nèi)部的透過(guò)率。

本實(shí)施例中，所述分散介質(zhì)為水、二甲苯、醋酸丁酯、乙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇中的一種或多種；所述阻燃劑為成炭劑、發(fā)泡劑、催化劑；所述成炭劑為季戊四醇、淀粉、二季戊四醇、丁四醇、山梨醇、環(huán)己六醇中的一種或多種；所述發(fā)泡劑為三聚氰胺、尿素、聚酰胺、雙氰胺、氯化石蠟、聚脲、密胺、甘氨酸中的一種或多種；所述催化劑為聚磷酸銨、碳酸氫銨、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、硫酸銨、甲酸中的一種或多種；所述阻燃劑還包括氫氧化鎂、改性氫氧化鎂、氫氧化鋁、改性氫氧化鋁、硼酸、硼砂、乙醇胺、氯化鈉、氯化鉀、氯化鎂、磷酸鋁中的一種或多種；所述助劑為潤(rùn)濕劑、分散劑、流平劑、消泡劑、防腐劑、成膜助劑中的一種或多種；所述潤(rùn)濕劑為十二烷基磺酸鈉、硫酸月桂酯、二烷基磺基琥珀酸鹽、蓖麻油硫酸化物、烷基吡啶鹽氯化物、烷基苯酚聚乙烯醚、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯乙二醇烷基酯、乙炔乙二醇中的一種或多種；所述分散劑為偏硅酸鈉、二硅酸鈉、烷基聚醚硫酸酯、烷基芳基磺酸鹽、脂肪酸酰胺衍生物硫酸鹽、聚乙二烯醇烷基芳基醚硫酸鈉、山梨糖醇烷基化物、聚氧乙烯烷基苯酚基醚、三甲基硬脂酰胺氯化物、聚羧酸鹽、聚丙烯酸衍生物、聚甲基丙烯酸衍生物、聚合萘磺酸鹽中的一種或多種；所述流平劑為丙烯酸聚合物流平劑、氟改性丙烯酸酯類(lèi)流平劑、有機(jī)硅類(lèi)流平劑、氟碳類(lèi)流平劑中的一種或多種；所述消泡劑為不含有機(jī)硅的不飽和烷烴消泡劑、聚硅氧烷消泡劑、改性有機(jī)硅消泡劑、二甲基聚硅氧烷與疏水二氧化硅混合物消泡劑、含疏水粒子的有機(jī)硅聚合物消泡劑、無(wú)硅非離子丙烯酸聚合物消泡劑中的一種或多種；所述防腐劑為1,2-苯并異噻唑啉-3-酮、5-氯-2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、2-甲基-4-異噻唑啉-3-酮、1,3,5-三(2-羥乙基)均三嗪、六氫-1,3,5-三乙基-三嗪中的一種或多種；所述成膜助劑為甲基吡咯烷酮、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇單異丁酸酯、丁二酸二異丁酯、戊二酸二異丁酯、己二酸二異丁酯、二丙二醇丁醚、丙二醇苯醚中的一種或多種。

如此，向涂料體系中加入助劑可以改變涂料的物理化學(xué)性能，如防火性能、流動(dòng)性、和易性、防霉性、涂膜硬度等，進(jìn)而提高涂料的綜合性能。

一種含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料的制備方法，包括以下步驟：

（1）氣凝膠粉體改性；

（2）對(duì)步驟（1）的氣凝膠粉體進(jìn)行表面包覆；

（3）將步驟（2）的氣凝膠粉體與所述水性透明樹(shù)脂混合，攪拌。

如此，通過(guò)上述制備工藝可以制得導(dǎo)熱系數(shù)為0.02~0.06w/m·k、可見(jiàn)光透過(guò)率為65%~95%的含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料，該涂料性能優(yōu)異，價(jià)格低廉，涂料制備工藝簡(jiǎn)單，實(shí)用，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

本實(shí)施例中，所述步驟（1）包括疏水改性步驟；所述疏水改性為在密閉的疏水改性劑氣相環(huán)境中對(duì)氣凝膠粉體進(jìn)行疏水改性；所述疏水改性劑為三甲基氯硅烷、六甲基二硅氮烷、六甲基二硅氧烷、甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、γ-氨丙基三甲氧基硅烷、γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-（2,3-環(huán)氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、n-（β-氨乙基）-γ-氨丙基三乙氧基硅烷中的一種或多種。

如此，由于現(xiàn)有氣凝膠材料制備方法中，前軀體、置換溶劑和干燥工藝對(duì)氣凝膠的疏水性有極大的影響，如果氣凝膠的表面與水的接觸角大于90°，可以不預(yù)先進(jìn)行疏水改性，直接進(jìn)行表面親水改性；如果氣凝膠的表面與水的接觸角小于90°，則需要預(yù)先進(jìn)行疏水改性；在密閉的疏水改性劑氣相環(huán)境中對(duì)氣凝膠粉體進(jìn)行疏水改性，除了顯著提高氣凝膠粉體的改性效果，確保后續(xù)親水改性時(shí)內(nèi)部納米多孔結(jié)構(gòu)不被破壞外，還顯著提高改性效率和生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。

本實(shí)施例中，所述步驟（1）還包括表面親水改性步驟；所述表面親水改性步驟為采用表面親水改性溶液對(duì)疏水氣凝膠粉體表面進(jìn)行改性；所述表面親水改性溶液是表面活性劑和低表面張力溶劑的水溶液或低表面張力溶劑的水溶液；所述表面活性劑為陰離子型表面活性劑、陽(yáng)離子型表面活性劑、兩性表面活性劑、非離子型表面活性劑中的一種或多種；所述陰離子型表面活性劑為脂肪醇磷酸酯鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚磷酸酯鹽、烷基硫酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸鹽、甘油脂肪酸酯硫酸鹽、硫酸化蓖麻酸鹽、環(huán)烷硫酸鹽、脂肪酰胺烷基硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、烷基磺酸鹽、脂肪酸甲酯乙氧基化物磺酸鹽、脂肪酸甲酯磺酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚羧酸鹽中的一種或多種；所述陽(yáng)離子型表面活性劑為脂肪族銨鹽；所述兩性表面活性劑為烷基氨基酸、羧酸基甜菜堿、磺基甜菜堿、磷酸酯甜菜堿、烷基羥基氧化胺中的一種或多種；所述非離子型表面活性劑為脂肪族聚酯、烷基酚聚氧乙烯醚、高碳脂肪醇聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、脂肪酸甲酯乙氧基化物、聚丙二醇的環(huán)氧乙烯加成物、失水山梨醇酯、蔗糖脂肪酸酯、烷基酯酰胺中的一種或多種；所述低表面張力溶劑為丙酮、正己烷、正戊烷、正庚烷、乙醇、異丙醇、叔丁醇、丙二醇、甘油中的一種或多種；所述表面親水改性步驟中，還包括外加物理場(chǎng)作用步驟；所述外加物理場(chǎng)作用步驟為遠(yuǎn)紅外輻射、攪拌、超聲波處理、球磨中的一種。

如此，采用表面活性劑和低表面張力溶劑的水溶液或低表面張力溶劑的水溶液，在對(duì)疏水氣凝膠粉體表面進(jìn)行親水改性處理過(guò)程中具有表面協(xié)同親水改性效應(yīng)，可顯著提高表面親水改性溶液在氣凝膠粉體表面的潤(rùn)濕擴(kuò)展速率，同時(shí)顯著減緩向氣凝膠粉體內(nèi)部的潤(rùn)濕擴(kuò)展，通過(guò)調(diào)控改性溶液的用量，可以精確地實(shí)現(xiàn)對(duì)氣凝膠粉體表面親水層厚度的調(diào)控，低表面張力溶劑不僅與水以及表面活性劑具有表面協(xié)同親水改性效應(yīng)，而且可以大大地降低進(jìn)入氣凝膠粉體表層納米孔中的親水改性溶液的毛細(xì)管力，很容易通過(guò)干燥工藝將氣凝膠粉體表層納米孔中的親水改性溶液蒸發(fā)出來(lái)，而不破壞其納米多孔結(jié)構(gòu)，使得氣凝膠粉體呈現(xiàn)內(nèi)部疏水、表面親水、表面親水層仍保留納米多孔結(jié)構(gòu)且表面親水層厚度為0.1~100μm的結(jié)構(gòu)特征，與水性樹(shù)脂之間具有良好的界面結(jié)合；外加物理場(chǎng)作用可以顯著提高表面親水改性溶液的活性以及與氣凝膠粉體的接觸幾率，降低表面活性劑用量，提高氣凝膠粉體的表面親水改性速率，降低成本，提高生產(chǎn)效率。

本實(shí)施例中，所述步驟（1）還包括干燥處理步驟；所述干燥處理為遠(yuǎn)紅外干燥、噴霧干燥、微波干燥、常壓干燥、超臨界干燥、亞臨界干燥、冷凍干燥中的一種。

如此，如果親水改性后的氣凝膠粉體與水性樹(shù)脂復(fù)合時(shí)，表層殘余的親水改性溶液會(huì)影響界面結(jié)合，需預(yù)先干燥處理；本發(fā)明在確保氣凝膠粉體表層納米孔結(jié)構(gòu)不被破壞的前提下，將氣凝膠粉體表層納米孔中殘余的表面親水改性溶液蒸發(fā)出來(lái)，提高氣凝膠粉體與水性樹(shù)脂之間的界面結(jié)合強(qiáng)度。

本實(shí)施例中，所述步驟（2）是通過(guò)浸漬提拉法或低溫等離子體聚合法，將一層或多層水性透明樹(shù)脂包覆于步驟（1）的氣凝膠粉體表面。

如此，本發(fā)明利用增透膜原理，在氣凝膠表面包覆一層或多層水性透明樹(shù)脂薄膜，包覆層的折射率介于氧化硅氣凝膠和涂料體系之間，進(jìn)而提高含有氧化硅氣凝膠的涂料涂膜的可見(jiàn)光透過(guò)率；提拉浸漬法是將具有內(nèi)部疏水、表面親水結(jié)構(gòu)特征的氣凝膠粉體置入由過(guò)濾網(wǎng)制成的盛具中，浸入水性透明樹(shù)脂中，待氣凝膠粉體與水性透明樹(shù)脂充分接觸后，取出，固化，重復(fù)上述步驟制得包覆一層或多層水性透明樹(shù)脂薄膜的氣凝膠粉體；低溫等離子體聚合法是將水性透明樹(shù)脂材料激勵(lì)活化成自由基等活性粒子，形成氣相自由基，氣相自由基吸附在具有內(nèi)部疏水、表面親水結(jié)構(gòu)特征的氣凝膠粉體表面形成表面自由基，表面自由基與氣相原始單體或等離子體中衍生單體在氣凝膠粉體表面發(fā)生聚合反應(yīng)，生成薄膜，重復(fù)上述步驟制得包覆一層或多層水性透明樹(shù)脂薄膜的氣凝膠粉體。

本實(shí)施例中，所述步驟（2）之后和步驟（3）之前還包括固化處理；所述固化處理為遠(yuǎn)紅外輻射、微波加熱、噴霧干燥、紫外線輻射中的一種。

如此，提高氣凝膠粉體與水性透明樹(shù)脂薄膜層的界面結(jié)合強(qiáng)度。

本實(shí)施例中，所述步驟（3）還可以加入所述分散介質(zhì)、所述阻燃劑、所述助劑。

上述含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料由水性透明樹(shù)脂和氣凝膠粉體構(gòu)成，具有高的可見(jiàn)光透過(guò)率和低的導(dǎo)熱系數(shù)，涂料性能優(yōu)異，價(jià)格低廉，涂料制備工藝簡(jiǎn)單，實(shí)用，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

下面為具體實(shí)施例部分。

實(shí)施例1

采用以下步驟制備含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料：

（1）使用接觸角測(cè)量?jī)x檢測(cè)待處理的sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測(cè)結(jié)果為31°，然后將粒徑為22μm的sio2氣凝膠粉體放置于真空加熱爐中，用容器將稱(chēng)量后的六甲基二硅氮烷放置于真空加熱爐中，加熱氣化，疏水改性2.5h，得到疏水sio2氣凝膠粉體，用接觸角測(cè)量?jī)x檢測(cè)疏水sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測(cè)結(jié)果為150°；

（2）在室溫下，按質(zhì)量比1:0.5:15稱(chēng)取正己烷、甘油以及去離子水，混合均勻，配置成表面親水改性溶液；

（3）按疏水sio2氣凝膠粉體和表面親水改性溶液的體積比1:3，稱(chēng)取表面改性溶液，并倒入相應(yīng)容器中，將經(jīng)過(guò)步驟（1）的疏水sio2氣凝膠粉體放入由過(guò)濾網(wǎng)制成的盛具中，一同浸入表面親水改性溶液中，1min后取出；

（4）將步驟（3）得到的表面含有親水改性溶液的sio2氣凝膠板材放置于遠(yuǎn)紅外干燥爐中，在120℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出，對(duì)sio2氣凝膠粉體的橫截面進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示，表面親水層厚度為99.2μm；

（5）將步驟（4）得到的氣凝膠粉體放入由過(guò)濾網(wǎng)制成的盛具中，一同進(jìn)入水性含氟丙烯酸樹(shù)脂中，20min后取出，放入遠(yuǎn)紅外干燥爐中，在150°溫度下，干燥3h；

（6）將步驟（5）得到的氣凝膠粉體與水性丙烯酸樹(shù)脂、水、消泡劑、分散劑、流平劑、防腐劑按比例混合，攪拌，得到含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料。表1為本實(shí)施例的含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料的性能指標(biāo)。

表1實(shí)施例1的含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料的性能指標(biāo)

實(shí)施例2

采用以下步驟制備含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料：

（1）使用接觸角測(cè)量?jī)x檢測(cè)待處理的sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測(cè)結(jié)果為31°，然后將粒徑為88μm的sio2氣凝膠粉體放置于真空加熱爐中，用容器將稱(chēng)量后的三甲基氯硅烷放置于真空加熱爐中，加熱氣化，疏水改性1.5h，得到疏水sio2氣凝膠粉體，用接觸角測(cè)量?jī)x檢測(cè)疏水sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測(cè)結(jié)果為150°；

（2）在室溫下，按質(zhì)量比1:0.5:1000稱(chēng)取正己烷、烷基苯磺酸鈉以及去離子水，混合均勻，配置成表面親水改性溶液；

（3）按疏水sio2氣凝膠粉體和表面親水改性溶液的體積比1:3，稱(chēng)取表面改性溶液，并倒入相應(yīng)容器中，將經(jīng)過(guò)步驟（1）的疏水sio2氣凝膠粉體放入由過(guò)濾網(wǎng)制成的盛具中，一同浸入表面親水改性溶液中，1min后取出；

（4）將步驟（3）得到的表面含有親水改性溶液的sio2氣凝膠板材放置于遠(yuǎn)紅外干燥爐中，在120℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出，對(duì)sio2氣凝膠粉體的橫截面進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示，表面親水層厚度為0.1μm；

（5）將步驟（4）得到的氣凝膠放入由過(guò)濾網(wǎng)制成的盛具中，一同進(jìn)入水性含氟聚氨酯樹(shù)脂中，20min后取出，放入鼓風(fēng)干燥箱中，在150°溫度下，干燥3h；

（6）將步驟（5）得到的氣凝膠與水性聚氨酯樹(shù)脂、水、消泡劑、分散劑、流平劑按比例混合，機(jī)械攪拌20min，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/min，得到含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料。表2為本實(shí)施例的含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料的性能指標(biāo)。

表2實(shí)施例2的含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料的性能指標(biāo)

實(shí)施例3

采用以下步驟制備含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料：

（1）使用接觸角測(cè)量?jī)x檢測(cè)待處理的sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測(cè)結(jié)果為45°，然后將粒徑為89μm的sio2氣凝膠粉體放置于真空加熱爐中，用容器將稱(chēng)量后的六甲基二硅氮烷放置于真空加熱爐中，加熱氣化，疏水改性1.5h，得到疏水sio2氣凝膠粉體，用接觸角測(cè)量?jī)x檢測(cè)疏水sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測(cè)結(jié)果為146°；

（2）在室溫下，按質(zhì)量比1:0.8:120稱(chēng)取烷基苯磺酸鈉、正己烷和去離子水，混合均勻，配置成表面親水改性溶液；

（3）按疏水sio2氣凝膠粉體和表面親水改性溶液的體積比1:3，稱(chēng)取表面改性溶液，并倒入相應(yīng)容器中，將經(jīng)過(guò)步驟（1）的疏水sio2氣凝膠粉體與表面親水改性溶液混合，機(jī)械攪拌15min后，轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/min，過(guò)濾；

（4）將步驟（3）得到的表面含有親水改性溶液的sio2氣凝膠粉體放置于鼓風(fēng)干燥箱中，在120℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出，對(duì)sio2氣凝膠粉體的橫截面進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示，表面親水層厚度為6.0μm；

（5）將步驟（4）得到的氣凝膠放入由過(guò)濾網(wǎng)制成的盛具中，一同進(jìn)入水性含氟有機(jī)硅樹(shù)脂中，20min后取出，放入遠(yuǎn)紅外干燥爐中，在150°溫度下，干燥3h；

（6）將步驟（5）得到的氣凝膠與水性有機(jī)硅樹(shù)脂、水、消泡劑、分散劑、流平劑按比例混合，機(jī)械攪拌30min，轉(zhuǎn)速為2000轉(zhuǎn)/min，得到含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料。表3為本實(shí)施例的含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料的性能指標(biāo)。

表3實(shí)施例3的含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料的性能指標(biāo)

實(shí)施例4

采用以下步驟制備含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料：

（1）使用接觸角測(cè)量?jī)x檢測(cè)待處理的sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測(cè)結(jié)果為55°，然后將粒徑為56μm的sio2氣凝膠粉體放置于真空加熱爐中，用容器將稱(chēng)量后的六甲基二硅氮烷放置于真空加熱爐中，加熱氣化，疏水改性1.5h，得到疏水sio2氣凝膠粉體，用接觸角測(cè)量?jī)x檢測(cè)疏水sio2氣凝膠粉體表面與水的接觸角，檢測(cè)結(jié)果為147°；

（2）在室溫下，按質(zhì)量比1:0.5:99稱(chēng)取烷基苯磺酸鈉、正己烷以及去離子水，混合均勻，配置成表面親水改性溶液；

（3）按疏水sio2氣凝膠粉體和表面親水改性溶液的體積比1:3，稱(chēng)取表面改性溶液，并倒入相應(yīng)容器中，將經(jīng)過(guò)步驟（1）的疏水sio2氣凝膠粉體與表面親水改性溶液混合，球磨處理25min后，取出過(guò)濾；

（4）將步驟（3）得到的表面含有親水改性溶液的sio2氣凝膠粉體放置于遠(yuǎn)紅外干燥爐中，在120℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出，對(duì)sio2氣凝膠粉體的橫截面進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果顯示，表面親水層厚度為7.8μm；

（5）稱(chēng)量適量的步驟（4）得到的氣凝膠粉體放置于盛具中，將盛具放入等離子體設(shè)備中，在放電氣壓為16pa、放電功率為55w條件下，使用含氟丙烯酸等離子體對(duì)步驟（4）的sio2氣凝膠粉體表面處理2h，得到包覆有含氟丙烯酸薄膜的sio2氣凝膠粉體，然后將表面包覆有丙烯酸薄膜的sio2氣凝膠粉體置于真空干燥箱中，在200℃溫度下，干燥0.5h，隨爐冷卻到50℃以下后取出；

（6）將步驟（5）得到的氣凝膠粉體與水性丙烯酸樹(shù)脂、水、消泡劑、分散劑、流平劑、防腐劑按比例混合，機(jī)械攪拌40min，轉(zhuǎn)速為1500轉(zhuǎn)/min，得到含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料。表4為本實(shí)施例的含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料的性能指標(biāo)。

表4實(shí)施例4的含氧化硅氣凝膠的透明隔熱保溫涂料的性能指標(biāo)

上述實(shí)施例為本發(fā)明較佳的實(shí)施方式，但本發(fā)明的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本發(fā)明的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。